今天梳理SPI总线的核心内容，嵌入式开发里很常用的同步串行通信协议。
SPI全称串行外设接口，是全双工、同步的串行通信协议，典型一主多从架构，由SCLK时钟线、MOSI、MISO、CS片选线四根线组成。MOSI负责主机发送、从机接收，MISO负责从机发送、主机接收，CS是片选信号，主机拉低对应从机的CS引脚即可选中通信，速率覆盖1MHz到上百MHz，像OLED、加速度传感器这类外设大多支持SPI驱动。
SPI一共有四种工作模式，由CPOL时钟极性和CPHA时钟相位组合决定。CPOL决定空闲状态下SCLK的电平，CPOL=0时空闲为低电平，CPOL=1时空闲为高电平；CPHA决定接收方在第几个时钟边沿采样数据，CPHA=0在第一个边沿采样，CPHA=1在第二个边沿采样。
四种模式具体对应：
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CPOL=0，CPHA=0：空闲时钟低电平，上升沿采样数据
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CPOL=0，CPHA=1：空闲时钟低电平，下降沿采样数据
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CPOL=1，CPHA=0：空闲时钟高电平，下降沿采样数据
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CPOL=1，CPHA=1：空闲时钟高电平，上升沿采样数据
// SPI模式配置示例
void spi_set_mode(uint8_t cpol, uint8_t cpha)
{
if (cpol) SPI->CR |= SPI_CR_CPOL;
else SPI->CR &= ~SPI_CR_CPOL;
if (cpha) SPI->CR |= SPI_CR_CPHA;
else SPI->CR &= ~SPI_CR_CPHA;
}
SPI通信有个核心特点：写即是读，读即是写。主机发送数据的同时，移位寄存器会同步接收从机返回的数据；读取数据时，主机需要发送Dummy占位字节（通常0xFF或0x00）来提供时钟，从机才会把数据移位输出。
写操作流程：主机先发送寄存器地址，再发送要写入的数据即可。
读操作流程：主机先发送寄存器地址，接着发送占位字节，从机就会在时钟驱动下返回对应寄存器的数据。
// SPI读写一个字节示例
uint8_t spi_rw_byte(uint8_t data)
{
while (!(SPI->SR & SPI_SR_TXE));
SPI->DR = data;
while (!(SPI->SR & SPI_SR_RXNE));
return SPI->DR;
}
常用的SPI从机设备ADXL345是三轴加速度传感器，它的分辨率为13位，加速度量程可达±16g，1g对应9.8m/s²。换算下来每个刻度值为 32g / (2^13 - 1) ≈ 0.0039g，读取到的原始值乘以这个系数就是实际加速度，比如x轴原始值123，对应加速度就是123 * 0.0039g。
最后对比下I2C和SPI的核心区别：
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线数：I2C仅需SCL+SDA两根线，SPI需要SCLK+MOSI+MISO+CS至少四根线
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通信方式：I2C是半双工，SPI是全双工
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速率：I2C常用速率100KHz~3.4MHz，SPI普遍1MHz~100MHz，速度优势明显
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拓扑：I2C支持多主多从，SPI为一主多从架构
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数据顺序：两者均为高位先行
都是嵌入式底层通信的基础内容，把模式和读写时序理清楚，驱动外设基本就不会踩坑。